RGB LED驱动

bigfanofloT

一、RGB5050 LED及其驱动P9813介绍

5050rgb灯珠是LED灯珠的一种，内部不带数字驱动器，5050是以产品尺寸命名而来，RGB是指红光、绿光、蓝光三基色。由于驱动它需要比较大的电流，所以一般不会直接用MCU的GPIO来驱动，而是通过专用的IC，gokit V2.3扩展板使用的是p9813。

P9813是一款全彩点光源LED驱动芯片，采用CMOS工艺，提供三路恒流驱动及256级灰度调制输出。采用双线传输方式（DATA与CLK）,内建再生，可提升传输距离。用于驱动显示灯光变换、各式字符变换、彩色动漫图案。根据不同控制器和客户不同形式要求，进行脱机或联机运行。

IC输入电压 5V～6.5V；

内置LDO 4.5V 稳压输出；

外置单电阻反馈模式，三路驱动，每路驱动电流 0-45mA；  

带有输入信号校验功能；

二、硬件连线

由于RGB5050需要的电流较大，一般我们不会直接使用ＭＣＵ的ＧＰＩＯ来驱动，而是通过专有ＩＣ。对于gokit V2.3扩展板，板载p9813的数据IO连接到了arduino UNO接口的SDA，时钟IO连接到了arduino UNO接口的SCL，通过ＭＯＳ管的通断来控制ＲＧＢ５０５０的电源开关，若Ａ０输出高电平则电源开启，若Ａ０输出低电平，则电源关闭，如图1所示：

图1 Gokit V2.3扩展板RGB5050原理图

根据Nucleo-F767ZI的原理图，图2可以知道，STM32F767ZIT6的GPIO PA3连接到了Arduino UNO接口的A0，PB8连接到了Arduino UNO接口的SCL,PB9连接到了Arduino UNO接口的SDA。

图2 Nucleo-F767ZI的Arduino UNO接口原理图

三、p9813时序

p981和MCU通信只需2根线即可，数据和时钟线。

四、完整程序

如下Hal_rgb_led.h文件定义了3个GPIO及其读写宏，十分方便移植到其它MCU：

1. #ifndef _HAL_RGB_LED_H
   
2. #define _HAL_RGB_LED_H
   
3. 
   
4. #include <stdio.h>
   
5. #include "stm32f7xx_hal.h"
   
6. #include <stdio.h>
   
7. 
   
8. #define  R_MAX  255
   
9. #define  G_MAX  255
   
10. #define  B_MAX  255
    
11. 
    
12. #define RGB_LED_EN_Pin GPIO_PIN_3
    
13. #define RGB_EN_GPIO_Port GPIOA
    
14. #define RGBLED_CLK_Pin GPIO_PIN_8
    
15. #define RGBLED_CLK_GPIO_Port GPIOB
    
16. #define RGBLED_DIN_Pin GPIO_PIN_9
    
17. #define RGBLED_DIN_GPIO_Port GPIOB
    
18. 
    
19. #define SCL_LOW         HAL_GPIO_WritePin(RGBLED_CLK_GPIO_Port, RGBLED_CLK_Pin, GPIO_PIN_RESET)
    
20. #define SCL_HIGH         HAL_GPIO_WritePin(RGBLED_CLK_GPIO_Port, RGBLED_CLK_Pin, GPIO_PIN_SET)
    
21. 
    
22. #define SDA_LOW                HAL_GPIO_WritePin(RGBLED_DIN_GPIO_Port, RGBLED_DIN_Pin, GPIO_PIN_RESET)
    
23. #define SDA_HIGH        HAL_GPIO_WritePin(RGBLED_DIN_GPIO_Port, RGBLED_DIN_Pin, GPIO_PIN_SET)
    
24. 
    
25. ///*兼容V2.2及以上,RGB开关IO*/
    
26. #define RGB_Enable()                HAL_GPIO_WritePin(RGB_EN_GPIO_Port, RGB_LED_EN_Pin, GPIO_PIN_SET)
    
27. #define RGB_Disable()         HAL_GPIO_WritePin(RGB_EN_GPIO_Port, RGB_LED_EN_Pin, GPIO_PIN_RESET)
    
28. 
    
29. void rgbLedInit(void);
    
30. void ledRgbControl(uint8_t R,uint8_t B,uint8_t G);
    
31. 
    
32. 
    
33. #endif /*_HAL_RGB_LED_H*/
    

复制代码

Hal_rgb_led.c文件如下：

1. /**
   
2. ******************
   
3. *
   
4. * @file      Hal_rgb_led.c
   
5. * @author    Gizwtis
   
6. * @version   V03010100
   
7. * @date      2016-07-05
   
8. *
   
9. * @brief     机智云.只为智能硬件而生
   
10. *            Gizwits Smart Cloud  for Smart Products
    
11. *            链接|增值ֵ|开放|中立|安全|自有|自由|生态
    
12. *            www.gizwits.com
    
13. *
    
14. ******************/
    
15. #include "hal_rgb_led.h"
    
16. 
    
17. 
    
18. void ledDelay(unsigned int ms)
    
19. {
    
20.     volatile unsigned  int i=0;
    
21.     for(i=0; i<ms; i++);
    
22. 
    
23. }
    
24. 
    
25. 
    
26. /**** generation clock *******/
    
27. void clkProduce(void)
    
28. {
    
29.     SCL_LOW;        // SCL=0
    
30.     ledDelay(5);
    
31.     SCL_HIGH;       // SCL=1
    
32.     ledDelay(5);
    
33. }
    
34. 
    
35. 
    
36. /****  send 32 zero *******/
    
37. void send32Zero(void)
    
38. {
    
39.     unsigned char i;
    
40.     SDA_LOW;   // SDA=0
    
41.     for (i=0; i<32; i++)
    
42.     {
    
43.         clkProduce();
    
44.     }
    
45. }
    
46. 
    
47. /*** invert the grey value of the first two bits *****/
    
48. uint8_t takeAntiCode(uint8_t dat)
    
49. {
    
50.     uint8_t tmp = 0;
    
51. 
    
52.     tmp=((~dat) & 0xC0)>>6;
    
53.     return tmp;
    
54. }
    
55. 
    
56. 
    
57. /** send gray data ***/
    
58. void datSend(uint32_t dx)
    
59. {
    
60.     uint8_t i;
    
61. 
    
62.     for (i=0; i<32; i++)
    
63.     {
    
64.         if ((dx & 0x80000000) != 0)
    
65.         {
    
66. 
    
67.             SDA_HIGH;     //  SDA=1;
    
68.         }
    
69.         else
    
70.         {
    
71.             SDA_LOW;    //  SDA=0;
    
72.         }
    
73. 
    
74.         dx <<= 1;
    
75.         clkProduce();        
    
76.     }
    
77. }
    
78. 
    
79. /*** data processing  *******/
    
80. void dataDealWithAndSend(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b)
    
81. {
    
82.     uint32_t dx = 0;
    
83. 
    
84.     dx |= (uint32_t)0x03 << 30;             // The front of the two bits 1 is flag bits
    
85.     dx |= (uint32_t)takeAntiCode(b) << 28;
    
86.     dx |= (uint32_t)takeAntiCode(g) << 26;
    
87.     dx |= (uint32_t)takeAntiCode(r) << 24;
    
88. 
    
89.     dx |= (uint32_t)b << 16;
    
90.     dx |= (uint32_t)g << 8;
    
91.     dx |= r;
    
92. 
    
93.     datSend(dx);
    
94. }
    
95. 
    
96. void rgbLedInit(void)
    
97. {
    
98.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    
99.           __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    
100.           __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
     
101.         
     
102.   /*Configure GPIO pin Output Level */
     
103.   HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, RGBLED_CLK_Pin|RGBLED_DIN_Pin, GPIO_PIN_RESET);
     
104.         /*Configure GPIO pin Output Level */
     
105.   HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, RGB_LED_EN_Pin, GPIO_PIN_RESET);
     
106. 
     
107.   /*Configure GPIO pins : PBPin PBPin PBPin */
     
108.   GPIO_InitStruct.Pin = RGBLED_CLK_Pin|RGBLED_DIN_Pin;
     
109.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
     
110.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
     
111.   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
     
112.   HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
     
113.         
     
114.         /*Configure GPIO pins : PAPin PAPin */
     
115.   GPIO_InitStruct.Pin = RGB_LED_EN_Pin;
     
116.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
     
117.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
     
118.   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
     
119.   HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
     
120. 
     
121.   /**/
     
122. //  HAL_I2CEx_EnableFastModePlus(I2C_FASTMODEPLUS_PB8);
     
123. 
     
124. //  /**/
     
125. //  HAL_I2CEx_EnableFastModePlus(I2C_FASTMODEPLUS_PB9);
     
126.         
     
127.                 RGB_Enable();
     
128.     send32Zero();
     
129.     dataDealWithAndSend(0,0,0);         
     
130.     dataDealWithAndSend(0,0,0);
     
131. }
     
132. 
     
133. void ledRgbControl(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b)
     
134. {
     
135.     send32Zero();
     
136.     dataDealWithAndSend(r, g, b);
     
137.     dataDealWithAndSend(r, g, b);  
     
138. }
     

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